哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150080
单分子定位技术通过随机激发荧光标记获得一组稀疏的图像序列，同时对荧光点进行亚像素级别定位，最终实现超分辨显微成像。基于拟合的单分子定位算法，如单发射（SE）及多发射（ME）定位算法，通过对估计器性能进行改进提高了单分子定位的精度和速度；然而，受失配误差和串扰误差的影响，SE算法和ME算法在不同密度情况下各有优劣，均无法达到全密度范围内最优的估计效果，并且分别存在荧光分子利用效率低和计算量大的缺点。本文提出了自适应混合发射单分子定位（SM）算法，该算法通过图像荧光发射密度及强度自适应地确定的拟合区域以及所采用的拟合模型及模型初值，有效避免了上述两种误差的影响，达到了全密度范围内一致、良好的定位效果。在仿真和实验数据上将所提SM算法与SE算法、ME算法进行比较，结果显示，SM算法重构图像的分辨率和对比度在不同发射密度下均具有优势。
生物医学 单分子定位显微技术 超分辨成像 单发射模型 多发射模型 自适应算法 中国激光
2023, 50(21): 2107106
1 中天射频电缆有限公司, 江苏 南通 226000
2 西安现代控制技术研究所, 陕西 西安 710065
以“红土地”国产化导引头为例, 详细介绍了动力陀螺式激光导引头的结构组成、工作流程和跟踪原理, 并阐述了激光导引头数学模型及建模过程。针对其动力陀螺稳定平台特性, 研究了其在火箭弹、空地导弹、航空炸弹等平台的应用。针对采用倾斜稳定三通道控制的非旋转弹提出的导引头输出斜率补偿算法, 可有效降低导引头输出斜率散布; 针对采用双通道控制的旋转弹提出的导引头转速自适应算法, 在弹体转速0～10 r/s范围内实现了动力陀螺稳定平台式激光导引头的自适应工作。斜率补偿和转速自适应两种算法均已通过仿真试验考核以及地面联试与飞行试验验证, 实现了工程应用。
激光导引头 动力陀螺 输出斜率补偿算法 转速自适应算法 laser seeker dynamic gyroscope output slope compensation algorithm rotation speed adaptive algorithm
针对测向交叉目标定位中量测方程非线性、实际噪声难以精确建模问题,构建了测向交叉目标定位滤波方程,提出了基于切换增益策略的平滑变结构-卡尔曼的组合滤波算法。在此基础上,利用残差自适应算法进一步改进了组合滤波的精度,有效提高了大扰动、噪声不确定等情况下目标定位的精度和算法鲁棒性。仿真实验中,组合滤波算法在大扰动情况下,定位精度高于无迹卡尔曼和自适应迭代无迹卡尔曼滤波算法; 在噪声非高斯分布的情况下,无迹卡尔曼和自适应迭代无迹卡尔曼滤波算法呈现发散趋势,而组合滤波算法依然能稳定收敛。
无人机 目标定位 卡尔曼滤波 残差自适应算法 平滑变结构滤波 UAV target locating Kalman filter residual adaptive algorithm smooth variable structure filter
清华大学核能与新能源技术研究院先进核能技术协同创新中心, 先进反应堆工程与安全教育部重点实验室, 北京 100084
针对基于数字图像相关(DIC)技术测量非均匀变形的应变方法需人为选择参数且精度受参数选择影响较大的问题,基于对偏最小二乘(PLS)方法和正则多项式平滑(RPS)方法的误差分析,提出了一种基于DIC的自适应应变场计算方法。该方法通过搜索给定参数范围内的最小总误差参数组合,用最佳参数得到精度较高的应变场,且测量结果受变形场类型的影响较小。模拟实验结果表明,本方法的计算精度接近最佳参数下的PLS方法,有效解决了PLS和RPS方法的最优参数选择问题。
测量与计量 数字图像相关 应变场 自适应算法 光学学报
2021, 41(23): 2312002
光子学报
2021, 50(10): 1011002
光子学报
2021, 50(10): 1006001
给出了舰船升沉运动的具体定义; 建立了升沉测量误差模型, 并依此设计了升沉滤波器来实现低频衰减和特定频段的二次积分; 详细分析了误差特性, 指出各个误差源对测量结果的影响; 提出了自适应算法来实时估计海浪运动状态, 即平均海浪高度和主导频率, 基于此求解出使误差达到最小值的滤波器参数; 最后用仿真的手段, 对此测量算法进行验证, 并与传统的数字滤波器进行对比, 仿真结果表明, 提出的舰船升沉测量的自适应算法实现了测量的实时性和准确性。
舰船升沉运动 升沉测量 误差模型 升沉滤波器 自适应算法 ship heave movement heave measurement error model heave filter adaptive algorithm
对具有模式依赖损耗(MDL)的光纤模分复用(MDM)传输系统进行仿真,同时考虑了MDL与突发干扰对系统性能的影响。分析MDL对4×4 MDM传输系统的影响,同时施加不同强度的快速干扰。采用自适应算法,即最小方均(LMS)算法和递归最小二乘(RLS)算法,进行快速信道补偿,使用方均误差(MSE)计算信道补偿算法的性能。仿真结果表明:MDL使系统性能下降;LMS和RLS算法均能补偿动态干扰对系统的影响,但MDL使补偿后的系统性能变动较大,即MSE的方差变化较大。
光纤光学 模分复用 自适应算法 多模光纤 光学学报
2020, 40(23): 2306006
1 成都理工大学 地球物理学院, 四川 成都 610059
2 四川师范大学 基础教学学院, 四川 成都 610068
针对图像校正引起的高光谱图像的数据相关性, 本文基于三级谱间预测和后向像素搜素(IP3-BPS)两阶预测提出了一种应用自适应预测器排序的三阶预测高光谱图像无损压缩算法。首先, 根据高光谱图像相邻波段的相关系数大小进行自适应波段分组。然后, 对谱间相关系数大于0.9的分组, 利用校正引起的数据相关性和高光谱图像波段缩放因子分别给出一种递归双向像素搜索和一种自适应预测器排序技术; 新形成的三阶预测算法将递归双向像素搜索和后向像素搜索作为最后两阶预测的预测器, 并自适应调整两者的排序以获得更优的预测值。对机载可见光/红外成像光谱仪(AVIRIS′97)高光谱图像进行压缩的实验结果表明, 提出的算法的平均比特率达到3.85bpp,优于其它无损压缩算法0.07~1.28 bpp。该算法在计算复杂度较低的情况下, 是一种高效的高光谱图像无损压缩方法。
光学遥感 高光谱图像 图像压缩 无损压缩 自适应算法编码 optical remote sensing hyperspectral image image compression lossless compression adaptive arithmetic coding
中国科学院光电技术研究所, 四川 成都 610209
在星地光通信中为了获得较高的性能，需要捕获对准跟踪（APT）系统具有高精度，而卫星振动是影响APT 精度的最主要因素。传统反馈控制对卫星振动的中高频抑制效果较差。针对这种情况，将自适应算法引入前馈控制，设计了最小均方（LMS）和递推最小二乘（RLS）两种自适应反馈复合控制算法。仿真验证了反馈控制、LMS 复合控制以及RLS 复合控制三种算法的性能，结果表明自适应前馈复合控制算法对中高频振动抑制效果明显，采用更快收敛速度以及更高稳态精度的自适应算法可以提高抑制效果。
光通信 振动抑制 自适应算法 复合控制 激光与光电子学进展
2014, 51(4): 040606
